工程材料力学行为 变形 断裂与疲劳的工程方法 中文版PDF格式文档图书下载

第1章 概论 1

1.1 前言 1

1.2 材料的失效形式 1

1.3 设计和材料选择 7

1.4 技术挑战 10

1.5 断裂的经济意义 12

1.6 小结 12

参考文献 14

习题 14

第2章 材料的结构与变形 16

2.1 前言 16

2.2 固体中的键 17

2.3 晶体材料的结构 20

2.4 弹性变形和理论强度 23

2.5 非弹性变形 26

2.6 小结 29

参考文献 31

习题 31

第3章 工程材料概述 33

3.1 引言 33

3.2 金属材料的合金化与加工 33

3.3 铁和钢 37

3.4 有色金属及其合金 43

3.5 高分子材料 46

3.6 陶瓷和玻璃 53

3.7 复合材料 57

3.8 工程构件的选材 61

3.9 小结 65

参考文献 67

习题 68

第4章 力学试验：拉伸试验及其他基本试验 71

4.1 前言 71

4.2 拉伸试验简介 74

4.3 基于工程应力－应变的力学性能 77

4.4 拉伸力学行为的变化规律 84

4.5 拉伸试验中的真实应力-应变 89

4.6 压缩试验 96

4.7 硬度试验 99

4.8 缺口冲击试验 105

4.9 弯曲试验和扭转试验 107

4.10 小结 111

参考文献 113

习题 114

第5章 应力应变关系及行为 124

5.1 前言 124

5.2 变形行为模型 124

5.3 弹性变形 132

5.4 各向异性材料 140

5.5 小结 147

参考文献 149

习题 150

第6章 复杂应力应变状态及主应力应变状态 155

6.1 前言 155

6.2 平面应力 155

6.3 主应力和最大切应力 163

6.4 三维应力状态 168

6.5 八面体平面上的应力 173

6.6 复杂应变状态 174

6.7 小结 178

参考文献 179

习题 180

第7章 复合应力下的屈服与断裂 184

7.1 前言 184

7.2 失效准则的一般形式 186

7.3 最大正应力断裂准则 187

7.4 最大切应力屈服准则 189

7.5 八面体切应力屈服准则 194

7.6 基本失效准则的探讨 198

7.7 Coulomb-Mohr断裂准则 203

7.8 Mohr断裂准则的修正 210

7.9 失效准则的补充说明 215

7.10 小结 217

参考文献 218

习题 219

第8章 含裂纹构件的断裂 226

8.1 前言 226

8.2 初步讨论 227

8.3 数学概念 233

8.4 应力强度因子K在设计和分析中的应用 237

8.5 关于应力强度因子K应用的补充说明 244

8.6 断裂韧度值及其变化趋势 252

8.7 塑性区尺寸以及线弹性断裂力学（LEFM）的塑性限制 259

8.8 断裂韧度试验的讨论 264

8.9 断裂力学在线弹性范围之外的推广 265

8.10 小结 270

参考文献 272

习题 274

第9章 材料的疲劳：概述和基于应力的方法 282

9.1 前言 282

9.2 定义和概念 283

9.3 循环载荷的来源 291

9.4 疲劳试验 293

9.5 疲劳损伤的物理本质 296

9.6 S-N曲线的变化趋势 298

9.7 平均应力 306

9.8 多向应力 314

9.9 变幅加载 318

9.10 小结 326

参考文献 327

习题 329

第10章 基于应力的疲劳：缺口构件 337

10.1 前言 337

10.2 缺口效应 338

10.3 缺口敏感度与kf的经验估算 341

10.4 估算长寿命疲劳强度（疲劳极限） 344

10.5 中、短寿命下的缺口效应 348

10.6 缺口和平均应力的复合效应 351

10.7 S-N曲线的估算 359

10.8 构件S-N数据的使用 364

10.9 避免疲劳失效的设计 371

10.10 讨论 374

10.11 小结 375

参考文献 377

习题 378

第11章 疲劳裂纹扩展 390

11.1 前言 390

11.2 初步讨论 391

11.3 疲劳裂纹扩展速率试验 396

11.4 R=Smin/Smax对疲劳裂纹扩展的影响 400

11.5 疲劳裂纹扩展行为的变化趋势 407

11.6 恒幅加载的寿命估算 412

11.7 变幅加载的寿命估算 419

11.8 设计依据 423

11.9 疲劳裂纹扩展中线弹性断裂力学的塑性问题及限制 425

11.10 环境裂纹的扩展 429

11.11 小结 433

参考文献 435

习题 436

第12章 材料的塑性变形行为及相关模型 447

12.1 前言 447

12.2 应力-应变曲线 449

12.3 三维应力-应变关系 455

12.4 基于流变模型的卸载和循环加载行为 462

12.5 真实材料的循环应力-应变行为 469

12.6 小结 478

参考文献 480

习题 481

第13章 塑性变形的应力－应变分析 489

13.1 前言 489

13.2 弯曲塑性 489

13.3 弯曲的残余应力和残余应变 496

13.4 圆轴的扭转塑性 499

13.5 带缺口的构件 501

13.6 循环载荷 510

13.7 小结 519

参考文献 520

习题 521

第14章 基于应变的疲劳分析方法 529

14.1 前言 529

14.2 应变-寿命关系曲线 530

14.3 平均应力效应 538

14.4 多向应力效应 544

14.5 结构件的寿命估算 547

14.6 讨论 556

14.7 小结 561

参考文献 562

习题 563

第15章 与时间相关的行为：蠕变和阻尼 572

15.1 前言 572

15.2 蠕变试验 573

15.3 蠕变的物理机制 578

15.4 时间-温度参数与寿命估算 585

15.5 在变化应力下的蠕变失效 594

15.6 应力-应变-时间关系 596

15.7 变化应力下的蠕变变形 600

15.8 多向应力下的蠕变变形 605

15.9 工程构件的应力-应变分析 607

15.10 材料中的能量耗散（阻尼） 610

15.11 小结 617

参考文献 619

习题 620

附录A 材料力学中精选主题的回顾 630

A.1 引言 630

A.2 应力和挠度的基本公式 630

A.3 截面的性质 631

A.4 梁的剪切、弯矩和挠度 633

A.5 压力容器、管和盘内的应力 634

A.6 缺口弹性应力集中系数 636

A.7 完全塑性屈服载荷 638

参考文献 643

附录B 材料性能中的统计变量 645

B.1 引言 645

B.2 平均偏差和标准偏差 645

B.3 正态分布或高斯分布 646

B.4 材料性能的典型离散 648

B.5 单侧容限 649

B.6 讨论 651

参考文献 651

部分习题答案 652

参考文献 665

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